冬天焊接紫铜异径接头总开裂？老焊工揭秘必须预热的三大实操秘诀
腊月寒冬时，从事管道安装的咱们这些兄弟，最犯难的便是焊接工作。特别是紫铜异径接头此物，看上去娇弱，在冰冷冻手冻脚的天气中，倘若没照顾周全，焊缝就会裂开，会把人折腾得极为够呛。今日咱们就详细剖析讲讲，为何冬季焊接紫铜接头必须先预热，这里面的缘由可不只是“怕寒冷”这般简单。
为什么冬季焊接紫铜接头容易开裂
有一种材料叫紫铜，它导热的速度竟然快得如同闪电一般，在冬天的时候，室内的温度很低，当把焊枪所产生的热量刚施加上去，刹那间就被铜件以及其周围的冷空气给吸走了，在焊缝的区域，温度还没有上升到焊接所要求的程度，母体就已经先冻得开始发抖了，由于热胀冷缩不均匀，导致焊缝金属在结晶时应力集中，其脆的程度就跟玻璃一样，在这个时候，哪怕使用再好的焊条，焊缝仍然很容易出现冷的裂纹，严重的情况下甚至能够听见“咔”的那种开裂的声音 。
此外，紫铜于低温状况下，其塑性会显著降低，常态之下它还稍有程度的“韧性”，而在零下的环境里面，它就径直转变为“倔强的性子”了。焊接进程期间，热循环十分剧烈，焊缝以及热影响区的组织发生的变化，无法跟得上温度变化的节拍，氧化亚铜以及低熔点共晶物在晶界的位置凑起了热闹，致使脆性显著增加。倘若接头带有一定的油污或者水分，氢原子侵入到焊缝金属之中，氢致裂纹出现的风险更是呈直线状上升。
紫铜预热温度到底要控制在多少度
经验告知我们，对于壁厚小于或等于5毫米的薄壁紫铜接头，将其预热至200摄氏度到300摄氏度较为妥当，如果使用红外测温枪去测量，当看到接头表面略略呈现暗红色，对着其哈气上去后瞬间蒸发而不冒出白烟那种情况，此时的温度便大致合适了。要是碰到厚壁件或者异径口直径差值大的情况，那就需要把温度加到350摄氏度至450摄氏度，不然处在厚的部位尚未热透的时候，薄的部位就快要被烧穿了。
预热并非越热便是越好的。一旦超过500℃，便容易致使紫铜晶粒变得粗大，其力学性能反倒会下降。最好采用分段加热法：首先在离焊缝区50mm的外圈进行慢火烘烤，接着再逐步朝着接口中心收拢。要记住，预热的时候需均匀旋转接头，不要老是在一个地方烘烤，不然局部过热，氧化皮就会掉得哗哗作响，焊出来全都是气孔。
如何判断紫铜接头预热是否充分
有经验的老焊工知晓一种土办法，那就是用杉木条或者火柴梗去划拉接头表面。当划过去之后能够留下深褐色焦痕，这就表明温度达到了280℃左右；要是直接冒出火苗，那就肯定是过热了。如今更为精准的方式是使用测温笔，在接头处在不同位置画上几条线，查看颜色变化是否同步，以此来避免出现“阴阳面” 。
遇到在预热已达充分程度的接头时，当焊丝与之相碰，便会在瞬间熔化成呈现圆润状态的焊珠，且会沿着坡口自然而然地进行流淌。倘若见到焊丝熔化成球状而后滚来滚去，却未曾沾附母材，又或者焊液类似糖稀那般黏糊，无法铺展开来，那么这肯定是预热未达到相应程度。 在这种时候，千万别强行进行焊接，要赶快撤离焊枪重新予以加热，不然在焊完之后敲开渣壳，所见到的全都是未熔合的状况。
冬季焊接紫铜选用什么焊材最合适
在低温环境状况下，首先选择的是银含量超过15%的银铜焊条，尽管其价格令人心疼，然而银能够有效地降低熔池表面的张力，进而提高其流动性，它特别适宜于异径接头这类厚度不均匀的工件，能够避免因收缩率存在差异而导致的裂纹。要是进行普通水管的安装工作，使用201铜磷焊条也是可行的，不过需要配合强还原性焊剂，焊接完成之后要记得把残渣刷干净。
千万不要贪图省钱，而使用普通低碳钢焊条去对付。紫铜的线膨胀系数比钢高出1.5倍，两种材料在冷却的时候，会“各回各家”，焊缝结合面能够撕扯出肉眼看不见的微裂纹。我们工地去年有个项目，就是因为贪图便宜使用了钢焊条，通水试压的时候没事，过年期间温度急剧下降，凌晨的时候直接爆了一整层楼的接头。
预热操作常见哪些误区要避开
好多人喜好拿氧炔焰径直对着焊缝燃烧，这可是最为要命的差错。局部呈现高温会致使铜材里面的锌元素蒸发掉，接头表面显现出麻点，强度一下子就折损七成。正确的举措是运用环形加热器围绕着工件，或者借助陶瓷加热垫包覆接头，让热量由外至内缓缓渗透进去。
另有一个坑在于，预热完成之后，不等温度稳定便开始进行开焊操作，瞧见测温枪显示三百摄氏度时，即刻放下枪，然而实际上内部温度或许仅仅才一百摄氏度，最佳做法是预热至目标温度以后保温两到三分钟。采取测温差的方法，在接头的两端多处测几个点位，来保障整体温差不超过三十摄氏度。于冬天在野外开展作业之际，还需要给工件的背风面遮挡上耐火毯，以此减少空气对流传导散热。
焊后保温为什么比预热更重要
焊完后，要马上用石棉布将接头裹得像粽子一样，这可是老师傅的拿手绝活。紫铜焊缝在超过600℃向100℃冷却的这个阶段最为危险，一旦冷却速度超过每分钟80℃，焊缝金属的淬硬趋向就很显著。进行保温、缓慢冷却，能够让晶粒长得更加紧密，残余应力也能够借助塑性变形而释放掉。
我们曾进行过对比，对于同样预热至300℃焊接而成的接头，焊后自然冷却的裂纹率相较于保温缓冷的情形，要高出四倍之多。尤其是异径接头的小口径一端，鉴于其质量较小且冷却速度较快，故而更易于形成应力集中现象。在此建议，保温时间应持续至工件触摸起来不再烫手之时（大约为60℃），在拆包之后，最好再涂刷一层沥青漆以防止氧化。
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